周俊楠，石守義，謝媛媛，高曉亮，張偉男，武 丁

（1.海洋石油工程（青島）有限公司，山東 青島266100；2.海洋石油工程股份有限公司，天津 300461）

1 傳統(tǒng)吊裝平衡梁

1.1 傳統(tǒng)吊裝平衡梁介紹

在日常生產(chǎn)施工中會(huì)涉及到大量的吊裝作業(yè)。有一些吊裝必須使用平衡梁完成。對(duì)于稍復(fù)雜的吊裝，平衡梁成為吊裝作業(yè)中不可缺少工具。

圖1 撐桿結(jié)構(gòu)圖

平衡梁的結(jié)構(gòu)形式如下圖所示，通常由一根鋼管及四個(gè)吊點(diǎn)構(gòu)成。平衡梁上部吊點(diǎn)通過鋼絲繩與吊機(jī)勾頭相連，平衡梁下部吊點(diǎn)通過鋼絲繩與被吊物吊點(diǎn)相連。平衡梁的作用主要有以下三方面：解決鋼絲繩與被吊物的碰撞問題；防止吊點(diǎn)因面外力破壞；一些強(qiáng)度較低的被吊物，在吊裝時(shí)不能承受水平方向荷載，這時(shí)，需要使用平衡梁調(diào)整被吊物受力的角度，使被吊物在吊裝時(shí)僅受豎直荷載作用，排除被吊物因受水平力而破壞的風(fēng)險(xiǎn)。

必須使用平衡梁的吊裝作業(yè)，主要有以下三種情況：

（1）鋼絲繩與被吊物碰撞的情況。圖2為使用平衡梁吊裝設(shè)備示意圖。在平衡梁的作用下，平衡梁下部的鋼絲繩處于豎直狀態(tài)，避免了因鋼絲繩與被吊物之間的剮蹭而帶來的鋼絲繩損傷或吊裝風(fēng)險(xiǎn)。

（2）被吊物吊點(diǎn)平面外受力的情況。一些被吊物直接吊裝，在吊點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生面外力，面外力會(huì)造成吊點(diǎn)在主板平面外彎曲、破壞（如圖4所示）。根據(jù)API-2001規(guī)范，面外力的角度不允許大于5°。此種情況，需要使用平衡梁減少面外力，降低吊裝風(fēng)險(xiǎn)（如圖3所示）。

圖2 平衡梁應(yīng)用1

圖3 平衡梁應(yīng)用2

（3）被吊物強(qiáng)度不足的情況。一些被吊物直接吊裝，因?yàn)殇摻z繩夾角的存在，會(huì)產(chǎn)生水平向力，造成被吊物強(qiáng)度不足，產(chǎn)生吊裝風(fēng)險(xiǎn)。此種情況，需要使用平衡梁減少鋼絲繩夾角，降低吊裝風(fēng)險(xiǎn)。

圖4 錯(cuò)誤吊裝實(shí)例圖

1.2 傳統(tǒng)吊裝平衡梁弊端

日常施工中的吊裝作業(yè)，被吊物多樣，吊裝形式各異，吊裝路徑、就位方式不同，導(dǎo)致對(duì)于不同的吊裝作業(yè)需要不同長度，不同直徑的撐桿。一個(gè)建造場地常年有不同的吊裝作業(yè)，會(huì)建造大批量的平衡梁，這些平衡梁大多是使用一次之后就閑置了，如圖5所示。大量的材料，人工、存儲(chǔ)場地浪費(fèi)于此。尤其在吊船上或者空間有限的建造區(qū)域，沒有足夠的空間存放多種類型的平衡梁待用。大量的人機(jī)物的浪費(fèi)以及大片的存放空間需求使得傳統(tǒng)的平衡梁的弊端暴露無疑。

圖5 建造場地平衡梁堆積

2 多跨距吊裝平衡梁介紹

為解決這一問題，本文提出設(shè)計(jì)一種新型的平衡梁，可以滿足不同類型被吊物的吊裝，多用途吊裝平衡梁示意圖如圖6所示。該平衡梁的設(shè)計(jì)安全工作荷載應(yīng)考慮到可以預(yù)期的最重被吊物。平衡梁的使用示意圖如圖7所示，在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用如圖8所示。這種平衡梁只需要預(yù)制一根，就可以通過更改鋼絲繩的鏈接方式，滿足多種吊裝作業(yè)對(duì)于平衡梁的需求。大量減少人機(jī)物的消耗，大量節(jié)省存儲(chǔ)空間。

圖6 多跨距吊裝平衡梁示意圖

圖7 多跨距吊裝平衡梁使用示意圖

圖8 吊裝平衡梁應(yīng)用推廣圖

這種新型的多跨距吊裝平衡梁已經(jīng)過多個(gè)項(xiàng)目的推廣使用，獲得了預(yù)期的效果。

3 總結(jié)

在吊裝作業(yè)中通常會(huì)使用到平衡梁。常規(guī)的平衡梁通常只有一組吊點(diǎn)間距，這就決定了常規(guī)的平衡梁只能用于吊點(diǎn)跨距固定的被吊物吊裝。因?yàn)槊看蔚跹b時(shí)被吊物的吊點(diǎn)距離都有特殊性，設(shè)計(jì)、建造一根平衡梁只能使用一次，這樣就造成了人機(jī)物的浪費(fèi)。本文所述的多跨距吊裝平衡梁是指設(shè)計(jì)一根可以用于多種不同吊點(diǎn)跨距的被吊物吊裝的平衡梁。減少資源浪費(fèi)，提高生產(chǎn)功效，節(jié)省存儲(chǔ)空間。同時(shí)本文也為更高效的平衡梁設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。

[1] 謝 彬，高瑞力，謝文會(huì).新型組塊吊點(diǎn)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[J].中國海上油氣，2008，20（4）：264-266.

[2] 王 寧，徐田甜.西江23-1油田平臺(tái)模塊海上吊裝優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].石油礦場機(jī)械，2007，36（8）：26-30.